一種從鉛濾餅中富集分離硒和汞的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種從鉛濾餅中富集分離砸和汞的方法，屬于固體廢物的回收利用。
【背景技術(shù)】
[0002]有色冶煉工業(yè)煉銅過程中，煙氣制酸時，其中的煙灰通過動力波洗滌下來，以得到較純凈的二氧化硫煙氣。收集的煙灰與煉銅煙灰、黑銅泥、砷濾餅等危險固體廢物統(tǒng)稱為鉛濾餅。鉛濾餅含有鉛、鋅、銅、砷、汞、砸等危險有害元素，如不合理處置，極易造成環(huán)保事故?，F(xiàn)有的處理方法為:將鉛濾餅直接與石灰混合焙燒，這種方法需要加入的石灰的量很大，而且反應(yīng)不夠完全，不能達到理想的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是，鉛濾餅處理過程中石灰的用量大，成本高，從鉛濾餅中富集和回收有價元素的效率低。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是，提供一種從鉛濾餅中富集分離砸和汞的方法，包括以下步驟:(I)將鉛濾餅干燥至含水率小于5%，破碎得到粉料；(2)對所述粉料進行焙燒，焙燒的溫度為800?850°C，焙燒的時間為1.5?2.5h，冷卻收集揮發(fā)的煙塵，得到富集的砸汞塵；
(3)在砸汞塵中加入石灰，在600?650°C下保持60?90min ;得到固砸渣，同時煙氣經(jīng)冷凝得到汞炱；(4)固砸渣經(jīng)浸出后用SO2還原沉淀得到粗砸。
[0005]進一步地，所述汞炱經(jīng)水力旋流分離得到粗汞。
[0006]進一步地，所述汞炱經(jīng)氫氧化鈉洗滌后加碳還原得到金屬汞。
[0007]進一步地，所述石灰的加入量為理論需要量的1.2?1.3倍。
[0008]進一步地，所述鉛濾餅的主要成分為，按質(zhì)量百分數(shù)，Se0.2?55%、Hg0.1?10%、As0.1 ?0.5%^ Cu0.5 ?30%、Pb5 ?55%、B1.3 ?3%、S3 ?15%。
[0009]進一步地，破碎后粉料的粒度分布為，-400目的粉料質(zhì)量占67.7%以上。
[0010]本發(fā)明利用空白焙燒實現(xiàn)了砸汞的揮發(fā)富集并與其它有價金屬的分離。砸和汞的揮發(fā)率高，均大于98.5%，揮發(fā)煙塵冷卻收塵，塵中砸汞富集比達到5倍以上，減少了后續(xù)砸汞分離的物料處理量。富集后的砸汞塵加石灰固砸脫汞，固砸率可達99%，汞脫除率可達99.5%，砸汞分離徹底。本發(fā)明包含了高溫空白焙燒、冷卻收塵、砸汞塵固砸脫汞焙燒、固砸渣回收砸、汞炱回收汞等工序，工藝流程簡單，砸汞回收率高。
[0011]上述步驟中空白焙燒進行的化學(xué)反應(yīng)，其主要反應(yīng)式為:
[0012]Hg2Cl2- Hg 2C12 ?
[0013]HgS+02—Hg 丨 +S02t
[0014]Cu2Se+202—CuSeO 3+CuO
[0015]2HgSe+302— 2Hg0 丨 +2Se02t
[0016]2PbSe+302— 2Pb0+2Se0 2 ?
[0017]Ag2Se+302— 2Ag 2Se03
[0018]Ag2Se+02—2Ag+Se0 2 t
[0019]Se+02— SeO2 ?
[0020]上述步驟中加入石灰脫砸除汞進行的化學(xué)反應(yīng)，其主要反應(yīng)式為:
[0021]HgS+02—Hg 丨 +SO 2個
[0022]HgSe+02+Ca0 — Hg 丨 +CaSeO3
[0023]3HgSe+2Ca0 — 3Hg 丨 +2CaSe+CaSe03
[0024]2MeSe+2Ca0+302— 2Me0+2CaSe03
[0025]Se+02+Ca0 = CaSeO3
[0026]固砸渣經(jīng)浸出后加入SO2還原沉淀得到粗砸。粗砸的品位為Se彡88%。其化學(xué)反應(yīng)式主要為:
[0027]2Na 0H+CaSe03= Na 2Se03+Ca (OH) 2
[0028]Na2SeO3+H2SO4= Na 2S04+H2Se03
[0029]H2Se03+2Na20.SO2= Se I +H 20+2Na2S04
[0030]或H2Se03+2S02+H20 = Se I +2H2S04
[0031]汞炱經(jīng)水力旋流器得到粗汞或者汞炱經(jīng)約10%的氫氧化鈉洗滌后加碳還原得到金屬汞。
[0032]HgCl2+2Na0H == HgO 丨 +H20+2NaCl
[0033]2Hg0+C = 2Hg+C02
[0034]空白焙燒脫除砸汞后的焙燒料含有有價金屬銅、鉛、鉍，焙燒料可返回鉛系統(tǒng)生產(chǎn)鉛及回收銅祕。
[0035]本發(fā)明的有益效果是，先通過空白焙燒，收集空白焙燒的煙塵，富集砸和汞，再加入石灰固砸除汞，實現(xiàn)砸和汞的分離。該分離方法消耗的石灰量大大地降低，同時脫砸除汞的反應(yīng)更加完全，較大程度地回收利用了固體廢物資源。
【附圖說明】
[0036]圖1表示本發(fā)明提供的分離砸和汞的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0037]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的說明。
[0038]實施例1
[0039]鉛濾餅的主要質(zhì)量組成組成為:Sel8.2%, Hgl.37%, As0.23%, Cu9.25%,Pb33.7%、Bil.54%，其余為 Cl、1、Zn、S 等雜質(zhì)。
[0040]將鉛濾餅烘干，使其水分< 5%，鉛濾餅的粒度為:-400目占67.7%、+120目占27.9%、-120 目?+400 目占 4.4%。
[0041]取鉛濾餅1000g，不制粒，用瓷碗置于管式電爐內(nèi)焙燒，控制焙燒溫度為850°C，焙燒 1.5h，產(chǎn)出焙燒礦 753g，其中含 Se0.07%, Hg < 0.01 %, As0.26 %、Cu 12.16 %、Pb43.34 %、Bi 1.94 %，可知焙燒過程砸的揮發(fā)率為99.7 %，汞的揮發(fā)率為99.5 %，銅的揮發(fā)率為1%，鉛的揮發(fā)率為3.16%，鉍的揮發(fā)率為5.14%。說明砸汞基本能揮發(fā)完全，鉛、銅、鉍等有價金屬基本留在焙燒渣中。產(chǎn)出砸汞塵含Se45%、Hg7.84%。
[0042]取10g砸汞塵加入理論量1.25倍的石灰(90g)，制粒，在高溫段650 °C維持90min，得到固砸渣 160.6g，含 Se27.6%^ Hg0.007% ;脫汞率為 99.86%，固砸率為 99.5%0
[0043]取10g固砸渣在溫度90°C、液固比為5:1、堿濃度120g/L的條件下浸出4h，得到含砸浸出液670mL，其中含砸39.8g/L，砸浸出率為96.62%。
[0044]取500mL砸浸出液加硫酸轉(zhuǎn)化后用亞硫酸鈉代替SO2還原砸，還原溫度80°C，時間3h，得到粗砸21g，含Se92.4%,沉淀率為97.51 %。
[0045]實施例2
[0046]鉛濾餅的主要質(zhì)量組成組成為:Se0.93%、Hg0.443 %, Cul.308%, Pb52.46%,Bil.49%，其余為Cl、1、Zn、S等雜質(zhì)。
[0047]將鉛濾餅烘干，使其水分< 5%，鉛濾餅的粒度為:-400目占68.9%、+120目占25.3%、-120 目?+400 目占 5.
[0048]取鉛濾餅5000g，不制粒，用瓷碗置于管式電爐內(nèi)焙燒，控制焙燒溫度為850°C，焙燒 1.5h，產(chǎn)出焙燒礦 4835g，其中含 Se0.017%、Hg < 0.01%、Cul.34%、Pb52%、Bil.45%,可知焙燒過程砸的揮發(fā)率為98.53 %，汞的揮發(fā)率大于99 %，銅的揮發(fā)率為0.9%，鉛的揮發(fā)率為4.15%，鉍的揮發(fā)率為5.9%。說明砸汞基本能揮發(fā)完全，鉛、銅、鉍等有價金屬基本留在焙燒渣中。產(chǎn)出砸汞塵含Se27.2%、Hg5.11%。
[0049]取10g砸汞塵加入理論量1.25倍的石灰制粒，在高溫段650°C維持90min，得到固砸渣150.6g，含Sel7.9% ^ Hg0.009% ;脫汞率為99.7%，固砸率為99.1%0
[0050]取10g固砸渣在溫度90°C、液固比為5:1、堿濃度120g/L的條件下浸出4h，得到含砸浸出液685mL，其中含砸25.3g/L，砸浸出率為96.82%。
[0051]取500mL砸浸出液加硫酸轉(zhuǎn)化后用亞硫酸鈉代替SO2還原砸，還原溫度80°C，時間3h，得到粗砸13g，含Se94.4%,沉淀率為97.01 %。
[0052]實施例3
[0053]鉛濾餅的主要質(zhì)量組成為:Sel.01%、Hgl.13%、Cul.45%、Pb53.46%、Bil.71%,其余為Cl、1、Zn、S等雜質(zhì)。
[0054]將鉛濾餅烘干，使其水分< 5 %，鉛濾餅的粒度為:-400目占68.7 %、+120目占25.1%,~120 目?+400 目占 6.2%。
[0055]取鉛濾餅118.78kg(干重)，不制粒，入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)焙燒，控制焙燒溫度為800?850 °C，焙燒 1.5h，產(chǎn)出焙燒礦 112.96kg，其中含 Se0.016 %、Hg < 0.01 %, Cul.5 %,Pb54.22%, Bil.74%，可知焙燒過程砸的揮發(fā)率為98.52%，汞的揮發(fā)率大于99%，銅的揮發(fā)率為1.62%，鉛的揮發(fā)率為3.55%，鉍的揮發(fā)率為3.23%。說明砸汞基本能揮發(fā)完全，鉛、銅、鉍等有價金屬基本留在焙燒渣中。產(chǎn)出砸汞塵含Se32.l%、Hg6.72%。
[0056]取2600g砸汞塵加入理論量1.25倍的石灰制粒，在高溫段650°C維持90min，得到固砸渣 4277g，含 Sel9.34%、Hg0.02% ;脫汞率為 99.51%，固砸率為 99.12% 0
[0057]取4000g固砸渣在溫度90°C、液固比為5: 1、堿濃度120g/L的條件下浸出4h，得到含砸浸出液27L，其中含砸27.6g/L，砸浸出率為96.33%。
[0058]取26L砸浸出液加硫酸轉(zhuǎn)化后用亞硫酸鈉代替SO2還原砸，還原溫度80°C，時間3h，得到粗砸770g，含Se90.7%，沉淀率為97.32%。
【主權(quán)項】
1.一種從鉛濾餅中富集分離砸和汞的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將鉛濾餅干燥至含水率小于5%，破碎得到粉料； (2)對所述粉料進行空白焙燒，焙燒的溫度為800?850°C，焙燒的時間為1.5?2.5h，冷卻收集揮發(fā)的煙塵，得到富集的砸汞塵； (3)在砸汞塵中加入石灰進行固砸脫汞焙燒，在600?650°C下保持60?90min ;得到固砸渣，同時煙氣經(jīng)冷凝得到汞炱； (4)固砸渣經(jīng)浸出后用SO2還原沉淀得到粗砸。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述汞炱經(jīng)水力旋流分離得到粗汞。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述汞炱經(jīng)氫氧化鈉洗滌后加碳還原得到金屬汞。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述石灰的加入量為理論需要量的1.2?1.3 倍。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述鉛濾餅的主要成分為，按質(zhì)量百分數(shù)，Se0.2 ?55%、Hg0.1 ?10%、As0.1 ?0.5%、Cu0.5 ?30%、Pb5 ?55%、B1.3 ?3%、S3 ?15%。6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，破碎后粉料的粒度分布為，-400目的粉料質(zhì)量占67.7%以上。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種從鉛濾餅中富集分離硒和汞的方法，該方法包括以下步驟：(1)將鉛濾餅干燥至含水率小于5％，破碎得到粉料；(2)對所述粉料進行空白焙燒，焙燒的溫度為800～850℃，焙燒的時間為1.5～2.5h，冷卻收集揮發(fā)的煙塵，得到富集的硒汞塵；(3)富集后硒汞塵中加入石灰固硒脫汞焙燒，在600～650℃下保持60～90min；得到固硒渣，同時煙氣經(jīng)冷凝得到汞炱；(4)固硒渣經(jīng)浸出后用SO2還原沉淀得到粗硒。該方法消耗的石灰量大大地降低，同時脫硒除汞的效率更高，能更好地利用固體廢物資源回收有價金屬。
【IPC分類】C22B43/00, C01B19/02, C22B7/00
【公開號】CN105039747
【申請?zhí)枴緾N201510445975
【發(fā)明人】雷湘, 吳海國, 張昕紅, 鐘勇, 高大銀, 牛磊, 鐘鋒, 郭瀟逸, 劉景槐, 黃彥強, 劉振楠, 周明, 夏兆泉
【申請人】湖南有色金屬研究院, 銅陵有色金屬集團銅冠新技術(shù)有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年7月27日